D. E. Hughes' und Edison's Telephon, Mikrophon, Wärmemesser. Mit Abbildungen auf Tafel 14. Hughes' und Edison's Telephon, Mikrophon, Wärmemesser. Der Erfinder des bekannten Typendrucktelegraphen, der zur Zeit in London lebende Prof. D. E. Hughes, hat jüngst gefunden, daſs gewisse ungleichartige (nicht homogene) leitende Stoffe, wenn sie in den Stromkreis einer galvanischen Batterie eingeschaltet werden, tönende Schwingungen in undulatorische Ströme umzusetzen und durch diese nicht nur sowohl Töne wie Worte in einem entfernten Telephon wieder zu erzeugen, sondern auch sogar sonst vollständig unhörbare Geräusche deutlich vernehmbar zu machen vermögen. Als Empfänger benutzt Hughes dabei ein Bell'sches Telephon. Hughes lieſs seine Erfindung am 9. Mai d. J. der Royal Society in London durch Prof. Huxley vorführen und reichte der Physical Society daselbst eine am 8. Juni vorgelesene Abhandlung ein (vgl. Scientific American Supplement, 1878 S. 2024. Telegraphic Journal, 1878 Bd. 6 S. 260 und 255. Engineering, 1878 Bd. 25 S. 481 und 475), worin er als das Wesentliche in seinem in unzähligen verschiedenen Formen von ihm ausgeführten Mikrophon das Vorhandensein eines Leiters in einem Stromkreise bezeichnet, welcher seinen Widerstand genau in Einklang mit tönenden Schwingungen zu ändern vermag; als dazu befähigt erkannte Hughes Leiter in Pulverform, als Feilspäne, in Flächenform unter einem ganz schwachen Druck, dessen Gröſse sich nach der Tonstärke zu richten hat und mit dieser wächst; während bei zu schwachem Druck Stromunterbrechungen auftreten, welche mittels des Galvanometers nachweisbar sind, werden mit zunehmendem Drucke die Töne lauter und reiner, und die Nadel steht still; bei noch stärkerem Drucke aber werden die Töne wieder schwächer.Nach dem Naturforscher, 16. Mai 1878 S. 211 hat Lüdtge einen ähnlichen Apparat erfunden und im April in der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin vorgezeigt; er verwendet zwei sich berührende Metallplatten. Als Ursache der Wirkung glaubt Hughes nach seinen Beobachtungen mehr die Herstellung neuer, zahlreicherer ContactstellenW. H. Pitt und W. H. Dopp in Buffalo glauben dagegen aus ihren im letzten halben Jahre angestellten, zum Theil mit jenen von Edison und Hughes zusammenfallenden Versuchen den Schluſs ziehen zu müssen, daſs als Ursache die bekannten Erscheinungen des Contactwiderstandes an den Berührungsflächen der verschiedenen Theilchen von nicht continuirlichen Leitern anzusehen seien. (Scientific American, 29. Juni 1878 Bd. 38 S. 404.), als die Zusammendrückung annehmen zu müssen; wäre letztere die Hauptursache, so müſsten sich Metallpulver, Kohle und gewisse elastische Leiter als wirksamer erweisen, während doch zur Wiedergabe der menschlichen Stimme zwei Flächen von maſsivem Gold die beste Wirkung gaben. Die Kraft der tönenden Schwingungen in Betreff der Veränderung des Contactes ist überraschend; beim Sprechen kommen alle Körper im Zimmer in Molecularbewegungen. Am Ende der Vorlesung in der Physical Society erläuterte Hughes selbst die Verwendung des Mikrophons für medicinische und chirurgische Zwecke; nach dieser Richtung hin hat er sich mit Dr. Richardson und Henry Thompson verbunden. Das Mikrophon verspricht besonders gute Dienste bei Steinoperationen, bei denen es die Auffindung der Steintrümmer, die so wichtig ist, erleichtert; ebenso die von Knochensplittern, Kugelstücken u.s.w. Wird eine (etwa 8cm lange) Glasröhre A (Fig. 14 Taf. 14 mit einer Mischung von metallischem Zinn und Zink (weiſse Bronze, weiſses Silberpulver) gefüllt, das Pulver durch zwei Pfropfen aus Gaskohle leicht zusammengedrückt, an die Pfropfen die Enden x und y eines eine Batterie und ein Galvanometer enthaltenden Stromkreises geführt und dann die Pfropfen mit Siegellack in ihrer Lage festgehalten, wird dann die Röhre an ihren Enden erfaſst und der Länge nach gezogen oder zusammengedrückt, so bewegt sich die Nadel sofort in der einen oder der andern Richtung. Legt man eine solche Röhre A auf einen an dem einen Ende offenen Resonanzkasten R und verbindet die Drähte x und y durch ein (Bell'sches) Telephon hindurch mit einer aus 3 kleinen Daniell'schen. Elementen bestehenden Batterie, so bildet sie das einfachste Telephon; denn alle in den Kasten gesprochenen Worte sind im Telephon deutlich zu hören, ja man kann sogar bei einem einzigen Schlieſsungskreise in ein Instrument singen und gleichzeitig auf einer fernen Station Gesungenes hören. Reine Holzkohle (Zeichenkohle), anstatt der Röhre A verwendet, gibt wegen ihres groſsen Widerstandes keine Wirkung; bis zum Weiſsglühen erhitzt und dann rasch in ein Quecksilberbad gesteckt, nimmt sie jedoch soviel fein vertheilte Quecksilbertheilchen auf, daſs sie fast so gut wie die die Röhre A mit gemischtem Metallpulver gebraucht werden kann. Ebenso kann mit Platinhyperoxyd getränkte Holzkohle als Stab oder als Pulver in einer Röhre mit Vortheil verwendet werden; desgleichen mit Eisen metallisirte Kohle. Eine Röhre mit reinem Bleischrot zeigt die ErscheinungErcheinung gut, wird aber unwirksam, sowie die Oberflächen sich mit isolirendem Oxyd überziehen, was sich vielleicht durch Einlegen des Schrotes in Naphta verhüten lieſse. Auch Ketten, ein Häufchen bildend, und ähnliche mechanische Gebilde sind brauchbar. Am einfachsten nimmt man zwei mit den Enden des Stromkreises verbundene Drahtstifte, legt sie auf einem horizontalen Tische in einer Entfernung von 1mm parallel neben einander und quer über sie einen dritten Drahtstift; alle gegen den letztern gesprochenen Wörter sind im Telephon wunderbar deutlich und kräftig zu vernehmen. Noch besser wird die Wirkung, wenn man die Drahtstifte durch Gaskohlenstäbchen ersetzt. Den Einfluſs des Druckes untersuchte Hughes bei einer Reihe von Stoffen mittels der in Fig. 15 Taf. 14 abgebildeten Vorrichtung; der auf einer Grundplatte G stehende Ständer C trägt den Hebel H; in das Maul bei D kommt die zu untersuchende Substanz, und dann wird der Druck durch Aufsetzen von kleinen Gewichten auf den einen oder andern Arm von H vergröſsert oder verkleinert; zwischen x und y wird das Telephon und die Batterie eingeschaltet. Bei diesen Versuchen benutzte Hughes eine Taschenuhr in verschiedenen Entfernungen vom Sender als tönenden Körper und beobachtete, wie laut das Ticken im entfernten Telephon hörbar war. Den empfindlichsten Apparat zeigt Fig. 16 Taf. 14. Ein kleines Stäbchen aus Gaskohle A, wie sie für elektrische Lampen verwendet werden, ruht mit seinen beiden zugespitzten Enden in zwei kleinen Höhlungen, welche in zwei kleinen Kohlenstücken C ausgearbeitet sind; die mit den Drahtenden x und y verbundenen Kohlenstückchen C sind an einem Resonanzboden befestigt, der auf einer ruhig stehenden Unterlage angebracht ist. Nicht nur das Gesprochene hört man mit diesem Apparate in der Ferne laut und deutlich, sondern selbst die leiseste Berührung des Bodens ist im Telephon als lautes Geräusch zu vernehmen, so das leise Antippen des Bodens mit einem weichen Haarpinsel oder das Laufen einer Stubenfliege auf ihm. (Vgl. Engineering, 10. Mai 1878 Bd. 25 S. 369. Telegraphic Journal, 1878 Bd. 6 S. 224.) Seine ersten Versuche hat Hughes mit Drähten gemacht; hier war beim Sprechen gegen die Drähte und wenn dieselben in Querschwingungen versetzt wurden, Nichts zu hören; erst beim Brechen trat ein eigenthümliches Geräusch auf; ähnlich wurden Töne wiedergegeben, während die Bruchenden leicht auf einander gedrückt wurden. Bei dem in Fig. 17 Taf. 14 abgebildeten SenderIn ähnlicher Weise verwendete James Blyth, nach einer Mittheilung an die Royal Society in Edinburgh mit Gaskokesstücken gefüllte Gläser, oder flache, dünnwandige Holzbüchsen, wobei er durch in die Kokes herab reichen de Zinnstreifen den Strom eines Leclanché-Elementes zuführte; wurden die Kokes angefeuchtet, so wurde die Leclanché-Batterie entbehrlich. Auch ein einziges, längeres Kokesstück, um dessen Enden die Zuleitungsdrähte gewickelt wurden, erwies sich als brauchbar. Bei Benutzung einer Batterie aus zwei (Grove'schen Elementen konnte ein Glas mit Kokesstücken auch als Empfänger dienen. (Telegraphie Journal, 1878 Bd. 6 S. 246.)Darauf stellte W. J. Millar einen mikrophonischen Empfänger her, indem er den um einen Schenkel eines permanenten Hufeisenmagnetes der Länge nach 2 bis 3m isolirten Kupferdraht (Nr. 30 der Birminghamer Lehre) wickelte und den Deckel einer Zinnbüchse dem Magnete gegenüber stellte. (Engineering, 5. Juli 1878 Bd. 26 S. 12.) – Ebenda ist ein Mikrophon-Empfänger von Hughes beschrieben und abgebildet, welcher z. Z. jedoch nur etwa1/10 empfindlich ist als Bell's Telephon. (Vgl. Anmerkung 4.) befinden sich vier 6mm lange Weidenkohlenstückchen B bis E zwischen zwei in der Glasröhre G festgemachten und mit dem Stromkreise xy verbundenen gleichen Stücken A und F; der Druck wird so lange vergröſsert, bis der elektrische Widerstand ⅓ von dem der Linie beträgt, worin der Sender angewendet werden soll. Die Röhre wird mit den Enden A oder F an dem Resonanzboden befestigt. Wie die tönenden Schwingungen den Widerstand vergröſsern und verkleinern können, macht Fig. 18 Taf. 14 anschaulich, in der dieselben 5 Theilchen erst in ihrer normalen Lage, darunter bei Zusammendrückung und Ausdehnung gezeichnet sind.Hughes faſst seinen kürzlich erfundenen Mikrophon-Empfänger als einen Beleg für die Richtigkeit dieser Ansicht und die Umkehrbarkeit dieses Vorganges auf; der Empfänger enthält auf der Mitte einer Membran aus Pergament, welche über einen zinnernen Cylinder gespannt ist, zwei durch eine Feder gegen einander gedrückte Stückchen Fichtenkohle, welche in den Stromkreis des Mikrophons aufgenommen sind. Hughes meint, die undulatorischen Ströme veränderten die Dimensionen der Kohlenblöcke und versetzten so die Membran in hörbare Schwingungen. (Engineering, 5. Juli 1878 Bd. 26 S. 12.) Legt man, ähnlich wie in Fig. 15, ein Stück metallisirte Kohle auf eine Achse, verbindet es durch ein Telephon mit dem einen Pol einer Batterie und läſst es mit seinem andern Ende auf einem andern metallisirten Kohlenstücke ruhen, von welchem ein Draht nach dem zweiten Batteriepole läuft, so gibt dieses Mikrophon nicht blos die Worte im Telephon wieder, sondern macht es im Telephon auch hörbar, wenn die hölzerne Grundplatte mit der weichsten Haarbürste berührt wird, oder eine in der Nähe des Mikrophons in einer Zündhölzchenbüchse gefangen gehaltene Fliege läuft. Nach der VorführungVorfühung in der Royal Society hat Hughes die Verwendbarkeit seines Apparates für einen weiteren Zweck gefunden. Anstatt der in Fig. 14 beschriebenen Glasröhre nahm Hughes eine Federspule A (Fig. 19 Taf. 18) und fand, daſs dieselbe äuſserst empfindlich gegen Wärme war. Bei Annäherung der warmen Hand schlägt die Nadel des Galvanoskops G heftig nach der einen Seite aus, bei der Abkühlung der Spule nach der andern. (Nach dem Engineer, 17. Mai 1878 Bd. 45 S. 343.) Diese Erfindungen des Prof. Hughes erinnern an die Entdeckung Edison's, daſs die entsprechend zubereitete Kohle unter Druck ihren Widerstand rasch ändert (vgl. 1877 225 515). Er brachte zum Nachweis dessen eine Kohlenplatte C (Fig. 20 Taf. 14) zwischen zwei Metallplatten in den Stromkreis einer Batterie B und belastete sie mehr oder weniger, was Ablenkungen der Nadel des Galvanometers G veranlaſste. Auch Edison's Kohlentelephon, dessen Beschreibung in einem der nächsten Hefte folgt, nutzt diese Eigenschaft der Kohle aus. Bei einer spätem Form dieses Telephons hat Edison sogar die schwingende Platte weggelassen und einfach eine starre Metallplatte benutzt, „um eine ansehnliche Menge der tönenden Schwingungen der kleinen Kohlenscheibe zuzuführen“. (Vgl. Scientific American, 8. Juni 1878 Bd. 38 S. 353.) In der That findet sich diese Form des Kohlentelephons im Journal of the Telegraph, 1878 Bd. 11 S. 114 vom 16. April d. J. und im Journal of the Franklin Institute, April 1878 Bd. 105 S. 269 bereits beschrieben. Mit Recht scheint daher Edison in der New York Tribune vom 8. Juni 1878 S. 5 sowohl die Metallisirung der Kohle mittels Quecksilber, wie die Theilung der Kohle als seine Erfindung in Anspruch zu nehmen. Metallisirte Kohle habe er schon voriges Jahr bei seinen Telephonversuchen verwendet, die Theilung der Kohle wiederholt und namentlich bei einer Reihe von Versuchen, welche er auf besondern Wunsch des Präsidenten Orton der Western Union Company kurz vor dessen Tode angestellt habe. Die durch Eintauchen in Quecksilber metallisirte Kohle habe er unter „den fein vertheilten Metallen“ mitverstanden, welchen Ausdruck er in einer für Prescott's Werk über das sprechende Telephon (welchem der erwähnte Aufsatz im Journal of the Telegraph entnommen sei) gelieferten Mittheilung gewählt habe. Ebenso habe Hughes keinen Anspruch auf die Entdeckung der Verwendbarkeit des Mikrophons zum Nachweisen schwacher Wärmeänderungen; denn diese Entdeckung habe Edison zuerst in dem Washington Star vom 19. April bekannt gemacht, einen Abdruck davon auch an W. H. Preece geschickt, und dieser sei nachweislich auch noch vor der Vorführung des Mikrophons in der Royal Society an Preece gelangt, da dieser einen Auszug daraus in seinem Mai-Vortrage vor der London Society of Arts gegeben habe. Preece, welchem Edison im vorigen Jahre sein Laboratorium gezeigt und den er seitdem über seine Versuche im Laufenden erhalten habe, soll sich nicht nur einer Verletzung der Rechte Edison's, sondern auch eines Vertrauensmiſsbrauches schuldig gemacht haben. Im New York Herald vom 4. Juni S. 10 wird erwähnt, Edison sei schon vor 6 Monaten von Prof. Langley in Pittsburg veranlaſst worden, seine „Thermosäule“ zur Messung der Wärme in den Spectren der Sterne verwendbar zu machen, und dies sei ihm vollkommen gelungen, indem er die Wärmestrahlen durch Brenngläser auf dem Körper concentrire, welcher den Druck auf den Kohlenblock ausübe. Auch der Feuchtigkeitszustand laſse sich so bestimmen, wenn man das Hartgummi der Thermosäule durch einen Stab aus Gelatine ersetze. Edison's Thermosäule bestehe aus einem Kohlenblock zwischen zwei Metallplatten; ein Stück Hartgummi oder Gelatine sei so angebracht, daſs es gegen die Platten drücke. Ersteres dehne sich durch die Wärme aus, so daſs es die Platten stärker gegen einander presse, wobei die Stromstärke zunimmt; ähnlich wirke die Feuchtigkeit höchst empfindlich auf die Gelatine. So laſse sich ein Milliontel Grad Temperatur messen. Die Beschreibung dieses Druck- und Wärmemessers (Mikro-Tasimeters) von Edison wird in einem der nächsten Hefte folgen. Hughes und Preece vertheidigen sich gegen jenen schweren Vorwurf im Engineering, 5. Juli 1878 S. 14 und 15 und auch die Redaction dieser Zeitschrift tritt mit einem langen Artikel (S. 13) für Beide ein. Hughes hebt hervor, auf die Benutzung der Spule sei er zufällig gekommen, als er nicht gleich eine Glasröhre zur Hand gehabt habe, und als er dann kurz darauf ihre Empfindlichkeit gegen Wärme einigen Journalisten gezeigt habe, hätten der Engineer und Electrician, zufolge seiner flüchtigen Erklärung, ähnliche Wirkungen wie bei einer Thermosäule zu sehen geglaubt und bei ihren Mittheilungen darüber der Sache eine Wichtigkeit zugeschrieben, die er ihr auch jetzt noch nicht beilege; die Federspule (mit 4 Weidenkohlenstückchen, vgl. Fig. 17 Taf. 14) habe, wegen ihrer Ausdehnung und Zusammenziehung unter dem Einflusse der Wärme und Feuchtigkeit, ihren eigentlichen Zweck nicht erfüllt. Sein Mikrophon aber ward schon im Januar und Februar in den Aemtern der Submarine Telegraph Company probirt, doch erst am 2. Mai Huxley u.a. erklärt. Edison's Telephon mit starrer Platte (direct impact carbon, telephone) habe er erst im April kennen gelernt. Preece hat Edison's Kohlentelephon zuerst im October durch einen Agent Edison's erhalten, „vertrauliche“ Mittheilungen behauptet er von Edison überhaupt nicht empfangen zu haben. Nach dem redactionellen Artikel im Engineering hätte Hughes die Erfindung eines „Wärmemessers oder Thermosäule“ nie für sich in Anspruch genommen und nur die oben erwähnte Mittheilung im Engineer (Bd. 45 S. 343) könne zu dem Missverständniſs bei Edison Anlaſs gegeben haben, um so mehr, als ja Mikrophon und Edison's Wärmemesser an sich so verschieden seien, ja selbst das Mikrophon und Edison's Kohlentelephon. Lancaster und Söhne in Birmingham führen das Mikrophon so aus, daſs es gleich die Batterie bei sich führt: eine Zink- und Kohlenplatte mit zwischenliegendem angefeuchteten Papier; die Zinkplatte liegt auf einem Mahagonykästchen, auf der Gaskohlenplatte ruht ein Kohlenstab und lehnt sich an die Schneide einer zweiten Kohlenplatte, welche ein in der erstem befestigter Holzständer trägt. (Vgl. Engineer, 14. Juni 1878 Bd. 45 S. 422. Telegraphic Journal, 1878 Bd. 6 S. 254.) J. Houston und E. Thomson in Philadelphia haben nach dem Engineer, 5. Juli 1878 Bd. 46 S. 3 das Mikrophon mit Erfolg als Relais für das Bell'sche Telephon verwendet, indem sie auf dessen schwingender Platte ein Miniatur-Mikrophon anbrachten. Dieses bestand wesentlich aus 3 Kohlenstückchen, welche in dem Stromkreis einer Batterie und eines empfangenden Telephons gelegt waren. Die Schwingungen der Platte reichten hin, das Mikrophon in Thätigkeit zu versetzen und so die Schwingungen automatisch in den anderen Stromkreis weiter zu geben. E–e.